一、一种解空间机构运动分析问题的新方法（论文文献综述）
闫旺星[1]（2021）在《Delta并联机器人运动学分析与路径优化》文中进行了进一步梳理Delta并联机器人因其速度快、稳定性好等优点广泛应用在机械性、重复性高的工作岗位上。运动学分析是研究并联机器人运行状态的基础,也为并联机器人的轨迹规划提供了数据支撑。由于并联机器人常用于高速分拣场合,其受到的刚性冲击也较大,良好的运动轨迹可以降低并联机器人运行中承受的刚性冲击,提升运动平稳性与工作效率,本文围绕并联机器人运动学分析与轨迹优化展开了研究,主要研究内容如下:首先,通过机器人各个构件之间的几何关系建立并联机器人运动学方程,结合MATLAB计算了正逆解并随机选取实例进行计算,再以正解为基础结合MATLAB算出了机器人的工作空间。其次,本文深入研究了并联机器人在运行过程中轨迹的平滑性对刚性冲击的影响,分析了传统门形轨迹存在的缺点,并通过梯形算法重新规划了运行轨迹,然后使用ADAMS对两种轨迹进行仿真,通过对比两种轨迹下机器人的速度、加速度以及位移曲线,证明了优化后的轨迹曲线具有较高的连续性。再次,本文通过在阿童木并联机器人设备平台上分别对传统门形轨迹以及梯形算法规划的运行轨迹进行实验验证,将两组实验数据进行对比,得出梯形算法规划的运行轨迹可以有效降低并联机器人由于速度快造成的刚性冲击,并且运行时间有明显缩短。最后,进行并联机器人多目标分拣路径优化。将并联机器人多目标分拣路径转换为近似的旅行商（TSP）问题,然后将并联机器人实际工作环境中的主要参数代入到遗传算法中,通过设置一个合适的迭代终止条件,并对比固定分拣路径与优化后的整体分拣路径的运行时间,证明了优化后的整体分拣路径所需时间更短。
唐昭[2]（2020）在《可重构机构构型设计与转换及在变胞足式机器人中的应用》文中研究说明本论文围绕运动分岔可重构机构设计方法、运动分支切换控制及其在足式机器人中的应用展开,首创基于奇异构型的运动分岔可重构机构设计方法,揭示了传统机构与可重构机构之间的演变机理,提出基于关节速度约束实现欠驱动运动分支切换控制方法,开创了可重构机构在仿生足式机器人中的应用先河,设计开发了变胞足式机器人。论文主要研究内容包含以下几个方面:（1）通过对可重构机构奇异构型局部几何及代数特征研究,采用逆向设计思维,首次系统提出了一种基于奇异构型的运动分岔可重构机构设计方法。从奇异构型出发,通过设计关节轴线、杆长参数,研究满足目标运动分支的几何约束条件。创建高阶运动学与SVD奇异值分解结合的分析新方法,识别验证目标机构的所有运动分支,揭示构型空间各运动分支间的演变机理和连接关系。通过应用该设计方法,创新设计了两种新型多分岔双心机构:多分岔线对称Bricard-双心机构和多分岔Bennett-双心机构。两种双心机构都包含两条不同的球面四杆机构运动分支和一条过约束机构运动分支（线对称Bricard机构或Bennett机构）,跨越了数种经典机构。该设计方法步骤简单,而且能以任务需求导向设计可重构机构的目标运动分支,具有较强的普适性和实用性。（2）基于机构等效模型,采用新思路,设计了一种与艺术品8-Kaleidocycle等效的可重构八杆机构。利用该可重构八杆机构的几何特性,将其简化成一个变参数的球面四杆机构,进而得到其位置闭环方程。通过研究变胞八杆机构构型空间的矢状截面,揭示了线面对称Bricard子机构分岔运动与设计参数的关系。基于高阶运动学分析结果,首次提出了基于关节速度约束的运动分支切换控制方法,在传统关节位置约束的基础上,加入关节速度约束,增加驱动的维度,实现了欠驱动运动分支切换。（3）借鉴自然界中三类典型足式动物脊椎结构和运动模式,采用基于奇异构型的运动分岔可重构机构设计方法,设计了一种新型变胞八杆机构,并将变胞八杆机构作为足式仿生机器人的躯干,发明了首款变胞足式机器人。该机器人通过躯干重构,可以模仿自然界中三类典型足式动物:哺乳类,节肢类和爬行类,将这三种足式动物的运动特性集于一身。论文研究了变胞八杆机构活动度及分岔特性,给出了变胞足式机器人躯干驱动方案及机器人仿生形态切换的最优路径。与传统机器人相比,变胞躯干结构使得机器人运动时可以躯干-腿协调并用,不仅提高了机器人的运动速度和稳定性,同时还提高了机器人对复杂地形环境下的适应能力。
李亚峰[3]（2020）在《接触器触头系统动态特性仿真分析及优化》文中认为交流接触器是一种应用广泛的远程自动控制开关,由于其易于加工、接触可靠且过载能力强等优点,广泛应用于频繁通断的各种电路控制系统中。交流接触器在频繁的接通与开断过程中会引起触头弹跳,触头弹跳产生的电弧不仅严重影响触头系统的性能,还会对触头造成相应的烧蚀和磨损,其次,触头弹跳会造成电路瞬间反复开断,进而产生浪涌电流,严重危害被控设备的使用寿命。因此如何减小和抑制触头弹跳已成为提高接触器电寿命及可靠性的关键。本文以A9-30-10型接触器为研究对象,基于ADAMS和ANSYS软件建立了交流接触器三维动态仿真模型,对交流接触器合闸过程进行了全面且系统的研究,并通过实验对仿真结果进行了验证,取得了如下研究成果:（1）为了揭示接触器触头系统弹跳动力学行为及影响因素,本文对交流接触器结构模型进行深入分析并简化,从振动角度建立了交流接触器二自由度非线性碰撞振动模型,根据交流接触器合闸过程中有无碰撞的特点,采用分段思想,提出了触头和铁心弹跳全过程分段振动微分方程,结果表明,该方程能准确反映接触器动态合闸过程中触头、铁芯弹跳的全过程。（2）本文利用ADAMS与ANSYS相结合的方法,实现了交流接触器电-磁-机械多物理场的全面动态耦合仿真分析。同时采用示波器法测量了触头弹跳时间和次数,采用高速摄影实验对交流接触器动态合闸过程进行实时拍摄,结果表明:交流接触器触头弹簧的作用方式决定了触头在合闸过程中,不仅会产生垂直方向的位移弹跳,还会在碰撞中产生左右滑移,采用弹性钢片替代触头弹簧,可以有效减小这种弹跳现象。（3）研究了触头曲率半径、触头弹簧参数、线圈匝数对交流接触器动态合闸特性的影响,同时对动静触头分别为圆弧形-圆弧形、圆弧形-平面形、平面形-平面形三种配合情况进行了分析和比较,结果表明:触头曲率半径与触头弹跳时间相关,触头弹跳时间随着触头曲率半径的增大,整体呈现出“W”型,及先减小后增大,再减小后又增大,当触头曲率半径为1.6mm时,触头弹跳时间达到最短,为1.2ms。采用圆弧形-平面形触头配合,触头整体弹跳时间最短,效果最佳,这对所有触点式电磁开关的研究具有重大意义。设置合适的触头弹簧参数和电磁线圈匝数,对降低触头弹跳时间效果显着。（4）首次将改进型多目标自适应遗传算法运用于交流接触器吸合全过程优化设计中。该算法可以根据种群中个体的相似度非线性自适应调节遗传操作中交叉概率和变异概率的大小,使得遗传算法随机搜索性能大幅提高的同时能够克服早熟收敛而不至于陷入局部最优,同时采用精英保持策略和改进种群生成机制,进一步增强了算法的全局收敛能力,采用随机生成机制,维持了群体多样性。优化结果表明,接触器触头弹跳时间降低了56.8%,吸合功率降低了38%,铁芯体积和线圈体积分别降低了15.66%和11.9%。优化结果与实验结果相符合,研究结果大幅提高了接触器的合闸性能,抑制了触头弹跳,验证了该优化算法对交流接触器优化的有效性和可行性,研究结果为进一步全面优化接触器样机提供了新方法。
孙景余[4]（2020）在《水下七轴串联冗余机械臂控制特性研究》文中研究指明我国的海洋资源丰富,在资源的开发利用和保护过程中,水下机器人发挥着巨大作用,其携带的机械臂是保证顺利作业的关键。随着技术的进步,海洋产业开发正在向海洋人工养殖、海洋能的综合利用、海底资源勘探及海洋空间的拓展等产业纵深发展,使得水下机器人要执行的任务越来越复杂,对机械臂灵活性和准确性的要求也越来越高,在面对复杂地形下资源的勘探取样、水下平台的搭建及管道的精准对接等任务时,传统机械臂的作业效率较低,甚至无法实现作业要求,研究操作灵活,运行精度高,且容错性能好的冗余机械臂迫在眉睫。水下串联冗余机械臂是一套具有自由度冗余、强非线性及强耦合性的复杂系统。其控制特性的研究包括运动学建模及逆运动学求解、考虑水环境的动力学模型及优化、复合目标的轨迹规划及动态系统的跟踪控制等多方面。自由度冗余增加机械臂灵活性的同时,也增加了其运动学、动力学建模及求解的难度。串联结构布置虽易于机械臂的扩展,但由于不满足特定构型要求,使得传统的代数几何法无法使用,需设计一般意义的通用逆运动学解法。水下机械臂作业时所处水环境复杂多变,且受到多种水动力的影响,使得精确动力学建模十分困难。与陆地上不同,水下机器人携带能源有限,为此,需进行时间和能量复合目标的最优轨迹规划。另外,控制系统是机械臂控制的大脑,直接决定着机械臂的作业精度和效率,在无法获得精确数学模型的前提下,如何实现非线性、强耦合、动态多变量机械臂系统的高效控制,是控制策略实施过程的一大挑战。本文以自制的“YL101”号水下七轴串联冗余机械臂为研究对象,主要解决其使用中所面临的运动学、动力学、轨迹规划及轨迹跟踪控制等方面的一些共性关键问题,探讨并提出可行性方案,为水下冗余机械臂的创新性理论研究和未来广泛应用做出贡献。运动学方面,在所建立的运动学模型的基础上,针对逆运动学求解过程中,传统奇异鲁棒逆方法迭代存在的雅克比矩阵近似和阻尼因子无法实时最优的问题,提出改进奇异鲁棒逆新方法,并给出了基于Lyapunov函数的稳定性条件,结合粒子群优化算法,得到了阻尼因子和雅克比奇异值间的关系数据集,经神经网络训练,获得阻尼因子的实时最优预测模型,并用于逆运动学特解的求取。结合梯度投影法,求得逆运动学通解,并与传统方法进行对比。结果表明,所提新方法,实现阻尼因子自动预测的同时,在末端误差、关节角范数及雅可比矩阵最小奇异值等方面均有较大改进。动力学方面,引入广义速度,推导并建立Kane法机械臂动力学模型;按照与水接触的实际有效正面积,对机械臂进行长方体连杆模型的简化;以此为基础,结合水动力学公式及已有经验数据,计算机械臂所受的水阻力、附加质量力、浮力等主要水动力项,并添加到Kane动力学方程中,构建考虑水动力影响的完整动力学模型,为轨迹跟踪控制提供初始模型,并通过ADAMS仿真,验证了模型的相对有效性。轨迹规划方面,针对机械臂空间任务的多样性,进行关节空间、操作空间及复合目标最优的轨迹规划研究,为不同任务的执行奠定理论基础。同时,面对水下机械臂携带能源有限的问题,依据运动学和动力学方程,采用非均匀五次B样条插值,进行了时间-能量复合最优的轨迹规划,并通过自然选择的粒子群法,进行了最优轨迹的求解。结果表明,所获得的规划轨迹平滑、连续、无突变满足路径及约束条件的要求。跟踪控制方面,针对水环境下无法获取精确动力学模型这一前提下的控制问题,设计了遗传算法优化的模糊PD控制器,给出基于计算力矩法的机械臂系统控制律;在Adams动力学模型的基础上,结合运动学和动力学求解,构建基于所提控制器的Adams-Simulink联合仿真模型,并对时间-能量复合最优轨迹进行了仿真跟踪。结果表明,相较于传统PD控制或力矩直接驱动控制,所提遗传模糊PD控制器较具有更好的自适应性,能实现更高的跟踪精度,可基本消除跟踪过程中产生的实时误差,且无误差的累积,跟踪效果良好。
赵昱宇[5]（2019）在《陀螺飞轮系统姿态角速度测量实现的关键问题研究》文中进行了进一步梳理陀螺飞轮是一种多功能集成的姿态控制执行与测量装置,它通过控制高速旋转的转子调速并沿两径向轴倾侧来进行三自由度动量交换,从而能够输出三轴姿态控制力矩;与此同时,通过测量的倾侧控制力矩和转子相关运动信息进行解算,能够获得两轴姿态测量功能。这一实现方式能够有效提高姿态控制系统的集成度和效率,具有轻质量、低功耗等优势,因而在微小航天器中具有广阔的应用前景。然而,目前陀螺飞轮仍处于实验室研究阶段,尽管它理论上具备姿态测量功能,但不同于传统机械陀螺仪,它需要根据航天器姿态控制需求长期运行于变倾侧、非调谐状态,这一变工况运行特性导致了其测量原理十分复杂。现有姿态解算方法在大倾侧工况下具有明显的近似误差,不准确的动力学参数、系统的机械误差等因素也严重影响了陀螺飞轮的测量精度,这是制约陀螺飞轮实际应用的重要难题。本文以基于陀螺飞轮的微小航天器姿态测量为研究背景,针对上述问题,从姿态解算方法改进、陀螺飞轮应用性测试等角度对其实现姿态测量和测量精度提升等关键问题进行深入研究,具体内容如下:在考虑壳体角运动的条件下,引入广义坐标并基于拉格朗日方法建立了陀螺飞轮系统的完整动力学模型,并结合SimMechanics机械仿真工具和试验样机对动力学模型进行了验证;在此基础上,给出了基于陀螺飞轮的姿态角速度测量原理,并对影响其测量精度的主要因素进行了分析,为后续的研究工作奠定了基础。针对现有解算方法在大倾侧工况下具有明显误差的问题,研究了适用于陀螺飞轮全工况的姿态角速度解算方法。为了避免传统方法中由线性化引入的近似误差,采用Jacobi-Anger恒等式建立了陀螺飞轮的低频动力学模型,以保留陀螺飞轮的非线性动力学特性,并通过对模型中各力矩项进行定量分析,实现了复杂力矩项的简化。通过曲线拟合实现了贝塞尔函数的实时计算,从而在此基础上提出了一种适用于陀螺飞轮全工况的非线性的角速度解算方法,该方法不但具有与传统方法一致的解算效率,能够实时解算姿态角速度,而且保证了陀螺飞轮在输出姿态控制力矩的同时具有良好的测量精度。针对不准确的动力学参数影响陀螺飞轮测量精度的问题,研究了其动力学参数的试验辨识方法。根据辨识目的,建立了参数辨识所需的数学模型,据此给出了相应的辨识策略,并对其中的病态问题进行了分析。依据病态性分析结果,设计了特殊工况试验,并提出了基于近似主成分变换的模型降维方法,从而获得了参数的先验约束信息;在此基础上,利用先验约束信息引导病态问题的求解,提出了参数的正则化解算方法,保证了陀螺飞轮参数辨识的准确性和可靠性。与参数设计值相比,试验辨识的参数值使得模型输出能够更好地吻合系统实测输出,为陀螺飞轮实现姿态角速度测量提供了准确可靠的动力学参数。针对陀螺飞轮漂移误差影响测量精度的问题,研究了漂移误差的地面标定补偿方法。通过对陀螺飞轮系统的误差机理进行分析,给出了陀螺飞轮的全误差模型,并基于显着性检验方法,对全误差模型的回归效果进行了检验,对各误差项进行了逐步回归筛选从而建立了能够准确描述陀螺飞轮误差特性的实用误差模型。在此基础上,根据D-最优设计准则和条件数最优准则,提出了一种基于多目标优化的多位置试验方案优化设计方法,优化试验方案具有试验效率高、标定精度高等优势,能够更有效地实现漂移误差补偿,从而提升陀螺飞轮的测量精度。最后,对陀螺飞轮样机的地面综合试验相关问题进行了研究。为了准确提取被噪声淹没的陀螺飞轮试验信号,在分析噪声特性的基础上,提出了一种融合去噪方法,保证了样机测试试验的顺利进行。利用陀螺飞轮样机和精密两轴转台搭建了地面试验平台,基于本文提出的地面标定方法和参数辨识方法对陀螺飞轮样机进行了应用性测试,在此基础上,基于本文提出的姿态解算方法,利用陀螺飞轮样机实现了转台姿态角速度的测量。
兰彪[6]（2016）在《基本回转面相贯线机构的尺度分类研究》文中提出机构学领域中,构件连接关系及尺寸确定的机构的运动学及动力学分析问题已经得到了较完满的解决,而对构件连接关系确定,尺寸不确定的机构的尺度分类问题则相对滞后,人们尚难以把握机构工作空间,奇异位形等性能特征的全局结构及其随尺寸变化的演变规律。基于此本文提出一类基本回转面相贯线机构,并运用现代数学理论探索了该类机构的尺度分类研究方法。主要从两方面进行了研究:首先,提出了一类能够实现基本回转面相贯线的空间机构,基本回转面包括圆球面、圆柱面、圆锥面和圆环面,该类空间机构可实现它们两两间的相贯线。同时分析了这类机构的构成及相互间的转化关系,完成了此类机构的类型综合,初步探讨了该类机构的传动特性及其在实际应用中的若干问题。该类机构既可以实现基本回转面间的相贯线轨迹,也能用于空间运动的传递与转换。其次,以位置约束方程奇异性条件和结构参数空间划分方法为基础,研究了基本回转面相贯线机构的尺度分类问题。由机构位置约束方程的奇异性导出机构的尺度分类条件,然后根据结构参数的个数构造出结构参数空间,用尺度分类的条件对结构参数空间进行划分,研究了结构参数空间的划分方法和过程,并讨论了结构参数空间划分出的单形与机构类型的关系及其解空间拓扑结构。本文运用现代数学理论方法对相贯线机构进行了尺度分类研究,所有的结论都机构的位置约束方推导得出,反映了机构的本质特性。结构参数空间的划分结果及解空间拓扑结构展现了机构性能特征的全局结构及其随机构尺寸变化的演变规律。
陈旺[7]（2010）在《产品设计资源受限项目调度规划与算法》文中认为本文以装甲车辆传动装置设计为例,研究产品设计资源受限项目调度规划方法和优化调度问题求解算法。美国航空航天局NASA在2009年8月的科学技术报告中指出,研究资源受限项目调度问题（RCPSP）对于带工期、人力和设备约束的军工产品研制具有重要意义。本文问题在理论上属于NP-hard问题,具有理论和应用价值。本文针对某科研所委托“传动装置设计项目调度系统”项目的工程实际需求,在国家自然科学基金资助下,以传动装置设计为例,提出一种产品设计流程调度规划方法,给出设计资源受限项目优化调度问题的两种求解算法,以最终实现工程实用为目的。本文主要工作如下：（1）提出一种基于工程语义网-设计结构矩阵（简称ESW-DSM）的设计流程规划方法。在产品结构树基础上,基于工程语义,构建产品结构、任务和设计团队（有限资源）工程语义网,进而基于DSM给出设计流程规划,最后根据设计团队有限资源,给出该受限项目调度规划方案。最后,以该传动装置的设计流程调度规划实例对本文方法进行了验证。（2）提出一种基于群智能的散射搜索算法（简称SISS）,利用带偏好的最大最小蚂蚁算法为散射搜索法提供多样性解,避免早熟。同时引入向前向后改进法,对当前最优解进行局部搜索,使算法快速收敛,用于求解单模式资源受限项目优化调度问题。分别通过单模式RCPSP问题集PSPLIB和装甲车辆传动装置设计实例问题求解验证,表明SISS算法可以快速收敛到工程满意解,提高计算效率。（3）给出一种带分布估计的广义差异演化算法（简称GDE-EDA）,基于广义差异演化算法（GDE）,利用分布估计算法（EDA）分析问题解空间的全局信息和设计变量间的内在联系,对最优解的分布进行预测,指导全局搜索过程,可以更快的获得多样性更好的Pareto解集,用于求解多目标多模式设计资源受限项目优化调度问题。经标准多目标测试函数（考题）与实例数值仿真实验表明,本文算法与NSGA-Ⅱ（非支配排序遗传算法）和GDE3广义差异演化算法)相比,具有较好的收敛性和多样性。（4）在上述研究成果的基础上,基于工作流技术研制了传动装置设计项目调度原型系统（TDPS）。综上所述,本文以装甲车辆传动装置设计为应用背景,在理论上,给出了一种产品设计资源受限项目调度规划方法（ESW-DSM）和优化调度问题求解的两种算法（SISS和GDE-EDA）,并研制了该传动装置设计项目调度原型系统（TDPS）,可望推广应用于工程车辆或工程机械产品设计。
陶振武[8]（2007）在《基于群集智能的产品共进化设计方法研究》文中指出现代市场竞争愈加激烈,提高产品质量、缩短产品研发周期和提高产品创新性是提升产品竞争力的有效手段。由于产品功能和结构越来越复杂,因此如何利用现代信息技术提高传统设计方法的效率和质量,建立能够满足产品创新性要求的产品创新设计方法无疑具有非常重要的理论意义和现实意义。本文借鉴国内外相关研究成果,将新型的群集智能方法与共进化设计原理相融合,从机构创新设计、结构优化设计、公差优化设计等角度对产品共进化设计方法进行了深入研究,为产品创新设计理论提供了一种新的研究途径。通过对现有的设计模型的分析,构建了产品创新设计过程的三维空间描述和复杂设计问题求解过程的形式化描述方法,揭示了产品创新设计过程中的“问题空间—算子空间—解空间”共进化原理。根据产品设计的需要,将该共进化原理实例化为“问题空间-解空间”、“算子空间-解空间”和“问题空间-算子空间”三种共进化子模式。在“算子空间-解空间”共进化的子模式下,针对机构创新设计问题,首先提出了一种采用进化蚁群优化算法求解最大结构码的机构同构判定方法;然后给出机构轨迹曲线的数字化描述方法,提出了基于蚁群聚类算法的机构轨迹聚类方法和机构轨迹匹配方法;最后分别采用平面10杆机构的同构判定和平面4杆机构的轨迹综合两个实例验证上述方法的有效性。针对公差优化设计问题,首先以将加工成本与质量损失作为设计目标,建立了工艺公差优化设计的多目标模型;再根据Pareto最优性原理提出了一种直接求解该问题的Pareto最优解集的多目标粒子群优化算法;随后研究了工艺、工序并行的公差优化设计问题的建模及其转化,提出了用于该类问题求解的一种混合群集智能算法;最后给出了两个公差优化设计的应用实例。在“问题空间-解空间”共进化的子模式下,提出了基于蚁群优化算法的离散变量桁架结构共进化设计方法。首先将离散变量桁架结构优化设计过程分为拓扑空间（即问题空间）和尺寸空间（即解空间）共进化的两个子过程,提出了桁架结构的尺寸优化模型和拓扑优化模型及其向标准组合优化问题转化的方法。为尺寸优化子过程和拓扑优化子过程分别定制了相应的蚁群优化算法,并对算法的参数选择和收敛过程进行了分析和探讨。通过对标准的10杆和15杆桁架在不同载荷和位移约束下的共进化设计,结果表明该方法具有效率高、全局收敛和鲁棒性好等特点。最后将该方法应用于某抛物面天线背架结构优化设计的工程实例。在“问题空间-算子空间”共进化的子模式下,通过元胞自动机和结构单元之间的映射关系,研究在外载荷和约束作用下,连续结构的单元之间通过局部作用形成最优整体拓扑的机理,提出了一种基于元胞自动机的连续结构拓扑优化设计方法。以标准的二维悬臂梁拓扑优化设计为例,讨论了局部规则控制参数组合和元胞邻居结构对进化过程的影响。理论分析和数值实验结果表明,该方法的时间复杂度和空间复杂度都很低,收敛速度快,适合于大规模问题求解,且不存在棋盘格和网格依赖等数值不稳定性。最后将该方法应用于方形平板散热结构拓扑优化设计和机翼剖面结构拓扑优化设计的两个工程实例。基于上述理论方法研究成果,实现了所有算法的程序编制,研制了基于群集智能的产品共进化设计原型系统,并对其可行性和有效性进行了验证。
肖人彬,刘勇,梅顺齐,董方敏[9]（2005）在《基于多粒度共进化功能推理的机械运动方案设计新方法》文中认为提出了基于多粒度共进化功能推理的机械运动方案设计方法。首先分析了共进化功能推理模型和多粒度设 计模型的特点,并结合二者的优点构造了一种多粒度的共进化功能推理模型:然后将该推理模型应用于机械运动 方案设计,提出了一种面向机械运动方案设计的共进化功能推理方法,该方法采用分类功能来描述机构单元及机 械系统的运动特征信息,将机构单元和机械系统都采用运动功能变换函数进行抽象表达,通过功能推理来生成机 械运动变换单元的串联组合方案:随即给出了相应的功能推理算法流程,通过与已有算法的比较详细分析了该算 法的特性,并讨论说明了该算法所具有的效率高、可精确描述运动功能变换特性等优点;最后通过电线进给机构 运动方案设计实例验证了该方法的有效性。
冯春[10]（2004）在《机构学及优化设计中基于混沌分形的理论与方法的研究》文中指出混沌分形作为非线性科学研究的核心内容，近二十年来引起了人们的广泛关注，并在混沌分形理论的探讨和混沌分形工程应用等方面均取得了可喜的研究成果。本文对混沌分形理论进行了系统深入的研究，在此研究成果的基础上，对机构学、机器人及全局优化设计主要问题中的混沌分形现象做出了详细的分析，并针对混沌分形在计算运动学、全局优化技术、进化计算等方面的应用做了深入而富有创造性的研究和试验验证，研究面向机构学及全局优化设计中一些一直比较困难的课题。本文的主要内容与创新成果包括以下几个方面： 第一章（绪论）系统回顾了混沌分形的研究历史和发展趋势，详细介绍了混沌分形在机构学及优化设计中的研究进展。在仔细研究了计算运动学、全局优化技术以及进化计算的发展现状的基础上，阐明了课题研究的意义和本文的研究内容。 第二章（混沌分形理论与方法的研究）系统阐述了混沌分形动力学的相关定义和定理，证明了Li-Yorke混沌定义与Devaney混沌定义之间关系和有关命题，研究了Julia点集的混沌特性，证明有关Julia集的关键命题，为混沌分形技术的应用奠定了坚实的理论基础。提出了确定动力系统倍周期分叉点的一种基于遗传算法的计算方法及提出了寻找迭代函数Julia点的方法，为混沌在机构学及优化设计中的应用提供了有效的方法。研究了离散动力系统和连续动力系统的Lyapunov指数，提出了定量识别混沌的新方法：计算最大Lvapunov指数的变分法，为判定混沌是否存在提供了有效方法。 第三章（混沌分形在机构学中的应用研究）将混沌分形技术作为机构学综合问题数值求解的新工具，系统分析了计算运动学各种理论方法的优缺点，研究了计算运动学中的混沌分形现象，通过理论证明和数值试验验证了Newton-Raphson迭代法具有混沌分形特性，提出了求解NR迭代函数Julia点的优化模型及进化规划求解方法，利用非线性离散动力系统在其Julia集出现混沌分形现象的特点，提出了一种基于NR搜索技术的求解机构综合问题全部／部分解的混沌分形方法。并在刚体导引和轨迹再现两大平面机构综合问题上进行了应用研究，比同伦方法找到了更多的有意义的实解。 第四章（混沌分形在无约束全局优化设计中的应用研究）系统地提出了基于混沌分形的无约束全局优化新方法，分析了机械优化设计中各种无约束全局优化方法的优缺点，对牛顿优化方法所构成的非线性离散动力系统的混动分形动力行为进行了深入研究，利用混沌分形理论研究牛顿优化方法对初始第日页西南交通大学博士研究生学位论文点敏感的原因，提出了一种求解牛顿优化迭代函数的Julia点的反函数迭代方法，发现J。lia集一般具有分形结构，而产生此动力系统的迭代函数在其Julia集上呈混沌现象，利用牛顿优化方法的混沌分形敏感区域，提出了一种全局优化的新方法，求解非线性优化问题的全部和/或全局最优解。给出了基于混沌分形的全局优化新方法的计算步骤，并在函数发生优化综合问题和刚体导引优化综合问题上进行了应用研究和数值试验，证明了该方法的有效性。 第五章（混沌在约束全局优化设计中的应用研究）提出了基于连续时间变量的混沌全局优化新方法，证明子贯吐连续系统具有一定的优化能力，同时证明了通过调整适当的受迫力，惯性耗散系统产生的混沌运动能得到控制，系统通过混沌运动的方式在众多局部极小点之间迁移，随着受迫力的逐渐消失，系统最终能收敛到全局最优解，在此理论基础上提出了具有全局优化能力的基于连续时间变量的混沌优化算法。并研究了应用于冗余度机器人在有障碍的环境中逆运动学问题优化求解，首次提出了一种避开任意多边形的避障算法，通过构造避障势函数使该混沌全局优化算法能够处理该约束优化问题。对平面7自由度操作手的多个仿真试验表明，该优化算法不仅能进行避障运动而且位置误差非常小。 第六章（混沌进化计算及其在机构学及优化设计中的应用）建立了混沌进化计算的理论框架，提出了求解复杂工程优化问题的全部/部分极小点的全局优化算法—混沌进化计算方法。论述了进化计算的理论基础，建立了进化计算的统一模型;研究了混沌发生器的随机性、遍历性和规律性以及混沌与进化计算相结合的三种方式。设计了相应的混沌进化算子以及混沌群体嵌入算子，提出了基于混沌吸引域概念的种群保护策略，适应了极值点分布不均匀的情况，达到求解全部/大部分极小点的目的。针对机械优化设计中普遍存在的混合离散变量问题，完整地阐明了利用线性表技术实现离散变量的编码方法，连续变量按加工精度离散化编码方法，多余码的处理技术的混合个体表示方法，并用于机械工程优化设计实例求解。并将混沌进化计算应用于机构运动链同构识别中，建立了机构运动链同构识别全新的优化模型，提出了用有序编码来描述机构运动链的变换矩阵，设计了有效的混沌有序进化算子，实例研究及计算机仿真，显示该方法是成功的。 最后，结论部分对本文工作进行了总结，指出了进一步研究的方向。关键词:混沌;分形;计算运动学;全局优化设计;进化计算
二、一种解空间机构运动分析问题的新方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种解空间机构运动分析问题的新方法（论文提纲范文）
（1）Delta并联机器人运动学分析与路径优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 并联机器人研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 并联机器人研究现状 |
| 1.2.2 正逆解分析研究现状 |
| 1.2.3 空间分析研究现状 |
| 1.2.4 并联机器人轨迹优化研究现状 |
| 1.2.5 遗传算法研究现状 |
| 1.3 课题来源 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 并联机器人运动学分析 |
| 2.1 Delta并联机器人结构及建模 |
| 2.2 自由度分析计算 |
| 2.3 运动学方程建立 |
| 2.4 运动学正逆解及MATLAB计算 |
| 2.4.1 运动学正解 |
| 2.4.2 MATLAB正解计算 |
| 2.4.3 运动学逆解 |
| 2.4.4 MATLAB逆解计算 |
| 2.5 工作空间分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 并联机器人单目标分拣轨迹规划与仿真 |
| 3.1 传统PPO轨迹存在的问题 |
| 3.2 并联机器人轨迹规划 |
| 3.3 基于ADAMS轨迹仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 实验与验证 |
| 4.1 实验设备介绍 |
| 4.2 实验验证 |
| 4.2.1 数据监测与记录 |
| 4.2.2 实验对比 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 多目标分拣路径优化 |
| 5.1 多目标分拣路径分析 |
| 5.2 多目标分拣路径向TSP问题的转化 |
| 5.3 遗传算法计算过程 |
| 5.4 基于路径优化的遗传算法改进 |
| 5.5 MATLAB路径优化仿真 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）可重构机构构型设计与转换及在变胞足式机器人中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 可重构机构发展现状 |
| 1.2.1 可重构机构综合设计方法研究现状 |
| 1.2.2 可重构机构分岔分析方法研究现状 |
| 1.2.3 可重构机构运动分支切换控制研究现状 |
| 1.2.4 可重构机构应用现状 |
| 1.3 机构分析的数学基础 |
| 1.3.1 机构参数描述D-H法 |
| 1.3.2 高阶运动学分析 |
| 1.3.3 SVD奇异值数值解法 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 基于奇异构型的运动分岔可重构机构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 奇异构型局部特征分析及设计方法 |
| 2.3 多分岔线对称Bricard-双心机构设计实例分析 |
| 2.3.1 多分岔线对称双心机构奇异构型设计 |
| 2.3.2 多分岔线对称双心机构高阶运动学分析 |
| 2.3.3 基于SVD的多分岔线对称双心机构运动分支求解 |
| 2.3.4 构型圆环及各运动分支间连接关系 |
| 2.4 多分岔Bennett-双心机构设计实例分析 |
| 2.4.1 基于Bennett的多分岔双心机构奇异构型设计 |
| 2.4.2 基于Bennett机构的多分岔双心机构的运动分支识别与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 可重构八杆机构分岔分析及运动分支切换控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 从Kaleidocycle到可重构八杆机构 |
| 3.2.1 可重构八杆机构一般构型及其几何特性 |
| 3.2.2 可重构八杆机构分岔分析 |
| 3.2.3 可重构八杆机构闭环方程 |
| 3.2.4 关节构型空间中的运动分支 |
| 3.2.5 变参数球面四杆的分岔分析 |
| 3.3 基于关节速度空间的运动分支切换控制 |
| 3.3.1 可重构八杆机构高阶运动学分析 |
| 3.3.2 关节速度约束条件与运动分支切换 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 变胞足式机器人设计分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 变胞足式机器人机构设计 |
| 4.3 变胞八杆机构运动分支及可重构分析 |
| 4.4 变胞足式机器人的三种仿生形态 |
| 4.4.1 不同仿生形态下的工作空间分析 |
| 4.4.2 不同仿生形态下的稳定性分析 |
| 4.5 变胞足式机器人驱动与形态切换 |
| 4.5.1 变胞足式机器人躯干驱动方案 |
| 4.5.2 变胞足式机器人仿生形态切换 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 可重构躯干与运动性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 躯干活动度与步态规划 |
| 5.2.1 爬行类仿生形态下FSP快速旋转步态 |
| 5.2.2 节肢类仿生形态下STC爬台阶步态 |
| 5.3 特殊场景下变胞足式机器人适应性分析 |
| 5.3.1 仿生形态切换与跌倒后翻身 |
| 5.3.2 仿生形态切换与直角转弯 |
| 5.3.3 仿生形态变换与窄道 |
| 5.4 样机与实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（3）接触器触头系统动态特性仿真分析及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题研究的目的、意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 课题的主要研究内容 |
| 2 接触器模型的建立 |
| 2.1 交流接触器结构和原理 |
| 2.2 电接触理论 |
| 2.3 交流接触器触头弹跳理论 |
| 2.4 交流接触器吸合过程动态数学模型 |
| 2.4.1 交流接触器合闸过程分析及振动方程 |
| 2.4.2 接触处理 |
| 2.4.3 电磁力的计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 智能交流接触器电磁机构仿真 |
| 3.1 电磁场基本理论 |
| 3.1.1 电磁场麦克斯韦方程组 |
| 3.1.2 一般形式的电磁场微分方程 |
| 3.1.3 电磁场边界条件 |
| 3.2 电磁机构有限元模型的建立 |
| 3.2.1 实体模型的建立 |
| 3.2.2 单元选取及材料属性的添加 |
| 3.2.3 网格的划分 |
| 3.2.4 电流源的施加 |
| 3.2.5 边界条件和载荷的施加 |
| 3.3 仿真结果及分析 |
| 3.3.1 磁感应强度B的云图和矢量图 |
| 3.3.2 磁链的计算 |
| 3.3.3 电磁吸力的计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 交流接触器合闸动态特性分析 |
| 4.1 ADAMS软件介绍 |
| 4.2 ADAMS模型建立 |
| 4.2.1 交流接触器三维模型 |
| 4.2.2 添加约束 |
| 4.2.3 磁链和电磁吸力的添加 |
| 4.2.4 材料属性和各参数的设置 |
| 4.3 仿真结果及实验验证 |
| 4.3.1 仿真结果对比及分析 |
| 4.3.2 实验验证 |
| 4.4 接触器触头弹跳影响因素分析 |
| 4.4.1 触头曲率半径对触头弹跳的影响 |
| 4.4.2 触头弹簧对触头弹跳的影响 |
| 4.4.3 电磁线圈匝数对触头弹跳的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于自适应遗传算法的交流接触器多目标优化 |
| 5.1 遗传算法简介 |
| 5.1.1 遗传算法的数学模型 |
| 5.1.2 遗传算法的优点 |
| 5.2 遗传算法的改进 |
| 5.2.1 自适应遗传算法 |
| 5.2.2 自适应遗传算法的改进 |
| 5.3 交流接触器多目标优化的实现 |
| 5.3.1 优化方案的确定 |
| 5.3.2 ADAMS与 MATLAB的连接 |
| 5.4 改进AGA的交流接触器优化 |
| 5.4.1 优化变量的确定 |
| 5.4.2 目标函数 |
| 5.4.3 适应度函数 |
| 5.4.4 约束条件 |
| 5.4.5 优化算法的编码方法 |
| 5.4.6 优化算法的选择方法 |
| 5.4.7 优化算法的遗传算子 |
| 5.4.8 算法优化流程 |
| 5.5 优化结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士研究生期间发表学术成果 |
| 致谢 |
（4）水下七轴串联冗余机械臂控制特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景、目的及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 课题国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 水下机器人的发展及现状 |
| 1.2.2 运动学研究现状及分析 |
| 1.2.3 动力学研究现状及分析 |
| 1.2.4 轨迹规划研究现状及分析 |
| 1.2.5 轨迹跟踪研究现状及分析 |
| 1.3 本课题的研究内容与结构 |
| 第2章 水下七轴串联冗余机械臂运动学 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 机械臂正运动学 |
| 2.2.1 运动学模型 |
| 2.2.2 工作空间的描述 |
| 2.3 机械臂逆运动学 |
| 2.3.1 雅克比矩阵求解 |
| 2.3.2 逆运动学解空间分析 |
| 2.3.3 奇异鲁棒逆法 |
| 2.3.4 改进奇异鲁棒逆法 |
| 2.3.5 改进奇异鲁棒逆通解 |
| 2.4 运动学仿真分析 |
| 2.4.1 直线轨迹跟踪仿真 |
| 2.4.2 圆弧轨迹跟踪仿真 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 水下七轴串联冗余机械臂动力学 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 水下机械臂Kane动力学 |
| 3.2.1 机械臂Kane动力学基础 |
| 3.2.2 机械臂Kane动力学建模 |
| 3.3 水下机械臂水动力学 |
| 3.3.1 机械臂水动力学基础 |
| 3.3.2 机械臂水动力学项求解 |
| 3.4 基于ADAMS水下机械臂的动力学模型仿真验证 |
| 3.4.1 基于ADAMS的动力学仿真模型 |
| 3.4.2 基于ADAMS的动力学仿真验证 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 水下七轴串联冗余机械臂轨迹规划 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 关节空间的轨迹规划 |
| 4.2.1 三次多项式轨迹规划 |
| 4.2.2 五次多项式轨迹规划 |
| 4.2.3 三次多项式样条轨迹规划 |
| 4.3 笛卡尔(Cartesian)空间的轨迹规划 |
| 4.3.1 笛卡尔空间直线轨迹规划 |
| 4.3.2 笛卡尔空间圆弧轨迹规划 |
| 4.4 基于粒子群优化的最优轨迹规划 |
| 4.4.1 非均匀五次有理B样条规划 |
| 4.4.2 基于粒子群的最优轨迹规划 |
| 4.4.3 最优轨迹规划的仿真分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 水下七轴串联冗余机械臂轨迹跟踪 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 基于遗传算法优化的模糊PD控制器设计 |
| 5.2.1 PD控制 |
| 5.2.2 模糊PD控制 |
| 5.2.3 基于遗传算法的模糊PD控制 |
| 5.2.4 基于计算力矩法的机械臂系统控制律设计 |
| 5.3 ADAMS-Simulink仿真分析 |
| 5.3.1 ADAMS三维建模及参数设定 |
| 5.3.2 联合仿真模型建立 |
| 5.3.3 仿真结果 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结及成果 |
| 6.2 文章创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）陀螺飞轮系统姿态角速度测量实现的关键问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 机械陀螺姿态角速度解算方法 |
| 1.2.2 机械系统动力学参数试验辨识 |
| 1.2.3 机械陀螺漂移误差测试标定 |
| 1.2.4 陀螺信号去噪方法 |
| 1.2.5 存在的主要问题 |
| 1.3 论文研究内容及章节安排 |
| 第2章 陀螺飞轮系统动力学建模与测量原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 陀螺飞轮系统概述 |
| 2.3 陀螺飞轮动力学建模 |
| 2.3.1 坐标系定义及其转换关系 |
| 2.3.2 陀螺飞轮的动力学模型 |
| 2.3.3 模型验证 |
| 2.4 基于陀螺飞轮的姿态角速度测量原理 |
| 2.4.1 姿态角速度测量原理 |
| 2.4.2 影响测量精度的关键因素分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 陀螺飞轮全工况下姿态角速度非线性解算方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究基础 |
| 3.2.1 贝塞尔函数与Jacobi-Anger恒等式 |
| 3.2.2 粒子群优化算法 |
| 3.3 陀螺飞轮低频动力学模型简化 |
| 3.3.1 基于Jacobi-Anger恒等式的低频动力学模型建立 |
| 3.3.2 基于粒子群优化算法的低频动力学模型简化 |
| 3.4 基于简化低频动力学模型的姿态角速度解算方法 |
| 3.4.1 贝塞尔函数的实时计算 |
| 3.4.2 姿态角速度的非线性测量方程 |
| 3.5 仿真验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于先验约束信息的陀螺飞轮动力学参数正则化辨识 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 研究基础 |
| 4.2.1 多元回归与回归参数估计 |
| 4.2.2 最大方差理论与主成分分析降维方法 |
| 4.2.3 病态问题的正则化方法 |
| 4.3 陀螺飞轮动力学参数辨识中的病态问题分析 |
| 4.3.1 动力学参数辨识原理 |
| 4.3.2 病态性分析 |
| 4.4 基于特殊工况试验的参数先验约束信息获取 |
| 4.4.1 特殊工况下的简化辨识模型与试验方案设计 |
| 4.4.2 基于近似主成分变换的模型降维 |
| 4.4.3 基于近似主成分估计的参数约束信息获取 |
| 4.5 基于先验约束信息的动力学参数正则化解算 |
| 4.5.1 全工况下的参数辨识正交试验方案设计 |
| 4.5.2 参数辨识问题的正则化求解 |
| 4.6 仿真验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 陀螺飞轮漂移误差的地面标定与补偿 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 陀螺飞轮系统误差分析与地面标定补偿原理 |
| 5.2.1 系统主要非理想因素分析 |
| 5.2.2 陀螺飞轮系统的地面标定补偿原理 |
| 5.3 基于显着性检验的陀螺飞轮实用误差模型建立 |
| 5.3.1 误差模型的回归效果检验 |
| 5.3.2 误差项的逐步回归筛选 |
| 5.3.3 检验筛选结果与分析 |
| 5.4 基于多目标优化的多位置标定试验方案设计 |
| 5.4.1 优化设计准则 |
| 5.4.2 多位置标定试验方案的优化设计 |
| 5.4.3 试验方案优化结果与验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 陀螺飞轮信号去噪方法与系统综合试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于经验模态分解的试验信号去噪方法 |
| 6.2.1 经验模态分解原理 |
| 6.2.2 内部传感器测量信号及其噪声特性分析 |
| 6.2.3 基于LPF-EMD-WT的融合去噪方法 |
| 6.2.4 去噪方法验证 |
| 6.3 陀螺飞轮系统样机的综合试验 |
| 6.3.1 陀螺飞轮系统样机的地面试验平台 |
| 6.3.2 陀螺飞轮系统样机的误差标定与补偿 |
| 6.3.3 陀螺飞轮系统样机的动力学参数辨识 |
| 6.3.4 基于陀螺飞轮系统样机的姿态角速度测量 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）基本回转面相贯线机构的尺度分类研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 基本回转面相贯线机构 |
| 2.1 基本回转面相贯线机构简介 |
| 2.1.1 基本回转面的形成 |
| 2.1.2 基本回转面机构间的转化关系 |
| 2.2 基本回转面机构类型综合 |
| 2.3 实际应用中的若干问题 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 三结构参数变量机构尺度分类研究 |
| 3.1 机构的基本描述参数 |
| 3.2 坐标变换 |
| 3.3 简单相贯线机构简介 |
| 3.4 位置约束方程 |
| 3.5 位置约束方程的奇异性分析 |
| 3.6 结构参数空间的划分 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 环-球机构的尺度分类研究 |
| 4.1 环-球机构简介 |
| 4.2 环-球机构位置约束方程 |
| 4.3 位置约束方程的奇异性分析 |
| 4.4 结构参数空间的划分 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）产品设计资源受限项目调度规划与算法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略语表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 工程背景和问题的提出 |
| 1.3 问题求解策略 |
| 1.4 论文研究目的、意义 |
| 1.5 主要工作与组织结构 |
| 2 国内外研究现状 |
| 2.1 产品设计过程研究现状 |
| 2.1.1 产品设计流程规划研究现状 |
| 2.1.2 产品设计过程优化调度研究现状 |
| 2.2 资源受限项目调度问题简介 |
| 2.2.1 单模式资源受限项目调度问题求解算法研究现状 |
| 2.2.2 多模式资源受限项目调度问题研究现状 |
| 2.2.3 多目标资源受限项目调度问题研究现状 |
| 2.3 本文相关智能算法研究现状 |
| 2.3.1 散射搜索法研究现状 |
| 2.3.2 多目标优化问题求解方法概述 |
| 2.3.3 多目标差异演化研究现状 |
| 2.3.4 分布估计算法研究现状 |
| 2.4 本课题组的前期相关工作 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于 ESW-DSM的设计流程规划方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于工程语义的设计流程描述 |
| 3.2.1 工程语义和语义网 |
| 3.2.2 设计任务的工程语义描述 |
| 3.2.3 部件的工程语义描述 |
| 3.2.4 团队的工程语义描述 |
| 3.2.5 产品设计流程工程语义网 |
| 3.3 基于ESW-DSM的设计流程规划方法 |
| 3.3.1 基于产品结构的设计流程规划 |
| 3.3.2 基于DSM的设计流程规划 |
| 3.3.3 考虑设计团队的设计流程规划方案整合 |
| 3.4 装甲车辆传动装置设计流程规划实例 |
| 3.4.1 装甲车辆传动装置设计实例 |
| 3.4.2 基于ESW-DSM的设计流程规划 |
| 3.4.3 设计流程规划方案分析 |
| 3.4.4 工程语义网在产品设计流程规划中的应用分析 |
| 3.5 小结 |
| 4 求解单模式资源受限项目调度问题的SISS方法研究 |
| 4.1 单模式资源受限项目调度问题(SRCPSP) |
| 4.2 基于群智能的散射搜索法(SISS) |
| 4.2.1 算法基本思想 |
| 4.2.2 算法框架 |
| 4.3 标准问题库——PSPLIB验证 |
| 4.3.1 标准问题库 |
| 4.3.2 实验设置 |
| 4.3.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 装甲车辆传动装置设计实例验证 |
| 4.4.1 装甲车辆传动装置设计项目实例 |
| 4.4.2 实验设置 |
| 4.4.3 实验结果与讨论 |
| 4.5 小结 |
| 5 求解多目标多模式资源受限项目调度问题的GDE-EDA算法研究 |
| 5.1 多目标多模式资源受限项目调度问题 |
| 5.1.1 本文多目标优化问题的基本概念 |
| 5.1.2 多目标多模式资源受限项目调度问题(MMRCPSP) |
| 5.2 带分布估计的广义差异演化算法(GDE-EDA) |
| 5.2.1 算法基本思想 |
| 5.2.2 算法框架 |
| 5.3 本文GDE-EDA算法的标准多目标测试函数验证 |
| 5.3.1 多目标算法评价准则 |
| 5.3.2 实验设置 |
| 5.3.3 多目标测试函数 |
| 5.3.4 实验结果与讨论 |
| 5.4 装甲车辆传动装置设计实例验证 |
| 5.4.1 装甲车辆传动装置设计项目实例 |
| 5.4.2 实验结果 |
| 5.4.3 结果分析 |
| 5.4.4 原因讨论 |
| 5.5 传动装置设计资源受限项目调度实现进程 |
| 5.6 小结 |
| 6 传动装置设计项目调度系统 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统开发环境和总体框架 |
| 6.2.1 系统开发环境 |
| 6.2.2 研究内容 |
| 6.2.3 系统总体框架 |
| 6.3 开发技术 |
| 6.3.1 基于RDF的设计流程语义描述 |
| 6.3.2 人机交互界面的实现 |
| 6.3.3 设计任务状态的确定 |
| 6.3.4 传动装置设计资源受限项目优化调度模块 |
| 6.4 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 后续研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表学术论文和参加科研项目情况 |
| 论文创新点摘要 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）基于群集智能的产品共进化设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 设计复杂性及其处理方法 |
| 1.2.1 复杂性的定义 |
| 1.2.2 设计复杂性的分类 |
| 1.2.3 设计复杂性的仿生处理方法 |
| 1.3 群集智能研究进展 |
| 1.3.1 群集智能产生的背景 |
| 1.3.2 群集智能的生物原型和算法模型 |
| 1.3.3 群集智能的典型应用 |
| 1.4 进化设计方法研究进展 |
| 1.4.1 进化设计的三个层面 |
| 1.4.2 面向问题求解的进化设计方法及应用 |
| 1.4.3 基于基因建模和操作的进化设计方法、系统与应用 |
| 1.4.4 人工生命与全自动进化设计 |
| 1.5 本文的主要研究内容与体系结构 |
| 2 基于群集智能的产品共进化设计方法 |
| 2.1 产品创新设计过程的三维空间描述 |
| 2.2 复杂设计问题求解过程的形式化描述 |
| 2.3 面向产品设计的共进化思想 |
| 2.3.1 生物界的共进化现象 |
| 2.3.2 问题空间－算子空间－解空间的共进化 |
| 2.4 小结 |
| 3 基于蚁群算法的机构创新设计方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于进化蚁群优化算法的机构同构判定 |
| 3.2.1 机构同构判定问题的模型及其转化 |
| 3.2.2 MSC 的进化蚁群优化算法求解 |
| 3.2.3 EACS 算法的数值实验 |
| 3.3 平面10 杆机构同构判定实例 |
| 3.4 基于蚁群聚类算法的机构轨迹综合 |
| 3.4.1 机构轨迹综合问题处理思路 |
| 3.4.2 机构轨迹的数字化描述模型 |
| 3.4.3 基于蚁群聚类算法的机构轨迹曲线聚类分析 |
| 3.4.4 机构轨迹模式匹配 |
| 3.5 平面4 杆机构轨迹综合实例 |
| 3.6 小结 |
| 4 基于粒子群优化算法的公差优化设计方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 公差优化设计问题的数学模型 |
| 4.2.1 工艺公差优化设计的多目标优化模型 |
| 4.2.2 工序和工艺公差并行优化设计模型 |
| 4.3 基于多目标粒子群优化算法的工艺公差优化设计 |
| 4.3.1 粒子群优化算法 |
| 4.3.2 多目标粒子群优化算法 |
| 4.4 零件工艺公差多目标优化设计实例 |
| 4.5 基于混合群集智能算法的并行公差优化设计 |
| 4.5.1 并行公差优化设计问题模型的转化 |
| 4.5.2 混合群集智能算法 |
| 4.6 工序与工艺并行公差优化设计实例 |
| 4.7 小结 |
| 5 基于蚁群优化算法的离散变量桁架结构共进化设计方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 离散变量桁架结构的优化设计模型 |
| 5.2.1 离散变量桁架结构尺寸优化模型 |
| 5.2.2 离散结构拓扑优化模型 |
| 5.3 离散变量桁架结构共进化设计过程 |
| 5.4 面向离散变量桁架结构共进化设计的定制蚁群优化算法 |
| 5.4.1 面向离散变量桁架结构尺寸优化设计的定制蚁群优化算法 |
| 5.4.2 面向离散变量桁架结构拓扑优化设计的定制蚁群算法 |
| 5.4.3 计算复杂度分析 |
| 5.5 数值实验与性能分析 |
| 5.5.1 算法参数设置 |
| 5.5.2 载荷对结构共进化设计的影响 |
| 5.5.3 位移约束对结构共进化设计的影响 |
| 5.6 抛物面天线背架结构优化设计实例 |
| 5.7 小结 |
| 6 基于元胞自动机的连续结构共进化设计方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 连续结构拓扑优化设计的问题模型 |
| 6.2.1 稳定力载荷下连续结构拓扑优化设计问题模型 |
| 6.2.2 稳态传热条件下的连续结构拓扑优化设计问题模型 |
| 6.3 基于元胞自动机的连续结构共进化设计过程 |
| 6.4 元胞自动机模型构造 |
| 6.4.1 元胞自动机的基本概念 |
| 6.4.2 结构单元到元胞的映射 |
| 6.4.3 基于PID 控制理论的局部进化规则设计 |
| 6.4.4 收敛性判定准则 |
| 6.4.5 算法计算复杂度的理论分析 |
| 6.5 参数选择与讨论 |
| 6.5.1 PID 控制参数的选择与讨论 |
| 6.5.2 邻居结构的讨论 |
| 6.6 方形平板散热结构拓扑优化设计实例 |
| 6.7 机翼剖面结构拓扑优化设计实例 |
| 6.7.1 翼剖面的基本理论 |
| 6.7.2 翼剖面拓扑优化设计实例 |
| 6.8 小结 |
| 7 基于群集智能的产品共进化设计原型系统 |
| 7.1 原型系统简介 |
| 7.1.1 系统功能 |
| 7.1.2 系统结构 |
| 7.2 原型系统开发的关键技术 |
| 7.3 机构创新设计支持系统子模块 |
| 7.3.1 机构同构判定子功能模块 |
| 7.3.2 机构轨迹综合子功能模块 |
| 7.4 公差优化设计系统子模块 |
| 7.5 离散变量桁架结构共进化设计系统子模块 |
| 7.6 连续结构共进化设计系统子模块 |
| 7.7 小结 |
| 8 全文总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录I 攻读博士学位期间发表论文情况 |
| 附录II 攻读博士学位期间获奖情况 |
（10）机构学及优化设计中基于混沌分形的理论与方法的研究（论文提纲范文）
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 混沌与分形的研究历史与发展趋势 |
| 1.2.1 混沌学综述 |
| 1.2.2 分形学综述 |
| 1.3 机构学及优化设计中的混沌与分形研究 |
| 1.3.1 混沌学在机构学的研究进展 |
| 1.3.2 分形学在机构学的研究进展 |
| 1.3.3 混沌分形学在优化设计的研究进展 |
| 1.4 计算运动学发展简介与现状 |
| 1.4.1 求解多项式方程组的直接法：消元法 |
| 1.4.2 求解多项式方程组的直接法：吴方法 |
| 1.4.3 求解多项式方程组的直接法：Gr(o|¨)bner基法 |
| 1.4.4 求解多项式方程组的数值方法：同伦方法 |
| 1.5 全局优化设计发展简介与现状 |
| 1.5.1 确定性方法 |
| 1.5.2 计算智能和随机方法 |
| 1.6 多模态多解全局优化的进化计算发展简介与现状 |
| 1.6.1 多次迭代方法 |
| 1.6.2 排挤方法 |
| 1.6.3 适合度共享方法 |
| 1.7 本文的研究内容 |
| 第2章 动力系统的混沌分形理论 |
| 2.1 混沌动力学 |
| 2.1.1 动力系统的定义 |
| 2.1.2 混沌的定义 |
| 2.1.3 混沌的基本概念与理论 |
| 2.2 分形动力学 |
| 2.2.1 分形理论的定义 |
| 2.2.2 迭代函数的分形——Julia集 |
| 2.3 通向混沌的道路 |
| 2.3.1 基本方法 |
| 2.3.2 确定分叉点的遗传算法 |
| 2.3.3 Julia点的混沌特性 |
| 2.4 混沌系统特性分析——Lyapunov指数 |
| 2.4.1 离散系统的Lyapunov指数的定义 |
| 2.4.2 连续系统的Lyapunov指数的定义 |
| 2.4.3 最大Lyapunov指数的求取方法 |
| 2.4.4 本文的LLE数值算法：变分法 |
| 2.4.5 实例仿真计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于混沌分形的计算运动学 |
| 3.1 概论 |
| 3.2 Newton-Raphson迭代法的混沌分形特性 |
| 3.2.1 NR迭代法 |
| 3.2.2 NR迭代法的分形边界 |
| 3.2.3 NR迭代法的Julia集 |
| 3.3 求Newton-Raphson迭代函数Julia点的方法 |
| 3.3.1 求NR迭代函数Julia点的求解模型 |
| 3.3.2 求NR迭代函数Julia点的进化规划 |
| 3.4 混沌分形在机构尺度综合中的应用 |
| 3.4.1 刚体导引平面四杆机构的综合问题及其求解 |
| 3.4.2 轨迹再现平面四杆机构的综合问题及其求解 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于混沌分形的全局优化新方法 |
| 4.1 概论 |
| 4.2 牛顿优化方法的混沌分形特性 |
| 4.2.1 牛顿优化迭代函数分析 |
| 4.2.2 牛顿优化方法的混沌和分形现象 |
| 4.3 牛顿优化迭代函数Julia点的求解 |
| 4.4 基于混沌分形的全局优化新方法 |
| 4.5 实例计算分析 |
| 4.5.1 实例1 Himmeibau函数 |
| 4.5.2 实例2：six-hump camel back函数 |
| 4.5.3 实例3：Shubert函数 |
| 4.5.4 实例4：Goldstein-Price函数 |
| 4.5.5 实例5：Branin函数 |
| 4.5.6 实例6：Schaffer函数 |
| 4.6 在机构优化设计中的应用 |
| 4.6.1 曲柄滑块机构的最优设计 |
| 4.6.2 平面铰链四杆机构函数发生优化综合 |
| 4.6.3 平面铰链四杆机构刚体导引优化综合 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于连续时间的混沌优化方法 |
| 5.1 概论 |
| 5.2 连续时间优化方法及收敛性分析 |
| 5.2.1 连续时间优化方法 |
| 5.2.2 收敛性分析 |
| 5.3 混沌动力系统与优化算法 |
| 5.3.1 Duffing振子的动力学行为 |
| 5.3.2 平面两自由度机械手反馈控制的动力学行为 |
| 5.3.3 混沌动力系统的优化能力 |
| 5.4 基于连续时间的混沌优化方法 |
| 5.4.1 算法结构 |
| 5.4.2 算法中的混沌现象 |
| 5.5 仿真试验 |
| 5.5.1 测试算例1 |
| 5.5.2 测试算例2：Griewank函数 |
| 5.6 在冗余度机器人点到点辟障运动规划中的应用 |
| 5.6.1 冗余度机器人运动规划概述 |
| 5.6.2 点到点辟障运动规划问题 |
| 5.6.3 平面二杆机器人逆运动分析中的混沌现象 |
| 5.6.4 避障算法 |
| 5.6.5 混沌优化方法的求解与仿真试验 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 混沌进化计算研究 |
| 6.1 概论 |
| 6.2 进化计算的理论与方法 |
| 6.2.1 进化计算理论的生物学含义 |
| 6.2.2 进化计算统一模型研究 |
| 6.2.3 主流进化算法在统一模型中的比较 |
| 6.2.4 收敛性定理 |
| 6.3 混沌进化计算方法 |
| 6.3.1 混沌引入进化计算的方式 |
| 6.3.2 混沌发生器的研究 |
| 6.3.3 基于混沌吸引域概念的种群保护策略 |
| 6.3.4 混沌进化算子 |
| 6.4 混沌进化计算在机械优化设计中的应用 |
| 6.4.1 离散变量的编码和解码技术 |
| 6.4.2 计算实例1：齿轮减速器优化设计 |
| 6.4.3 计算实例2：圆柱螺旋压缩弹簧最大剪应力的校核 |
| 6.5 混沌进化计算在机构运动链同构识别中的应用 |
| 6.5.1 前言 |
| 6.5.2 机构结构数学描述 |
| 6.5.3 基于混沌进化计算的机构运动链同构识别方法 |
| 6.5.4 研究实例 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
四、一种解空间机构运动分析问题的新方法（论文参考文献）
- [1]Delta并联机器人运动学分析与路径优化[D]. 闫旺星. 中北大学, 2021(09)
- [2]可重构机构构型设计与转换及在变胞足式机器人中的应用[D]. 唐昭. 天津大学, 2020
- [3]接触器触头系统动态特性仿真分析及优化[D]. 李亚峰. 西安建筑科技大学, 2020(01)
- [4]水下七轴串联冗余机械臂控制特性研究[D]. 孙景余. 山东大学, 2020
- [5]陀螺飞轮系统姿态角速度测量实现的关键问题研究[D]. 赵昱宇. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [6]基本回转面相贯线机构的尺度分类研究[D]. 兰彪. 西南科技大学, 2016(03)
- [7]产品设计资源受限项目调度规划与算法[D]. 陈旺. 大连理工大学, 2010(06)
- [8]基于群集智能的产品共进化设计方法研究[D]. 陶振武. 华中科技大学, 2007(05)
- [9]基于多粒度共进化功能推理的机械运动方案设计新方法[J]. 肖人彬,刘勇,梅顺齐,董方敏. 机械工程学报, 2005(12)
- [10]机构学及优化设计中基于混沌分形的理论与方法的研究[D]. 冯春. 西南交通大学, 2004(02)